Modulatore EoSerie: Dispositivo di controllo della polarizzazione a film sottile di niobato di litio ad alta velocità, bassa tensione e dimensioni ridotte
Le onde luminose nello spazio libero (così come le onde elettromagnetiche di altre frequenze) sono onde trasversali e la direzione di vibrazione dei loro campi elettrici e magnetici può assumere diverse orientazioni nella sezione trasversale perpendicolare alla direzione di propagazione, proprietà nota come polarizzazione della luce. La polarizzazione riveste un'importante funzione applicativa nei settori della comunicazione ottica coerente, del rilevamento industriale, della biomedicina, del telerilevamento terrestre, delle applicazioni militari moderne, dell'aviazione e dell'oceanografia.
In natura, per orientarsi meglio, molti organismi hanno sviluppato sistemi visivi in grado di distinguere la polarizzazione della luce. Ad esempio, le api hanno cinque occhi (tre semplici e due composti), ognuno dei quali contiene 6.300 piccole lenti, che le aiutano a ottenere una mappa della polarizzazione della luce in tutte le direzioni del cielo. L'ape può utilizzare questa mappa di polarizzazione per localizzare e guidare con precisione la propria specie verso i fiori che trova. Gli esseri umani non possiedono organi fisiologici simili a quelli delle api per percepire la polarizzazione della luce e devono quindi ricorrere ad apparecchiature artificiali per rilevarla e manipolarla. Un esempio tipico è l'uso di occhiali polarizzatori per dirigere la luce proveniente da immagini diverse verso l'occhio sinistro e quello destro con polarizzazioni perpendicolari, principio alla base dei film in 3D al cinema.
Lo sviluppo di dispositivi ad alte prestazioni per il controllo della polarizzazione ottica è fondamentale per lo sviluppo di tecnologie applicative della luce polarizzata. I dispositivi tipici per il controllo della polarizzazione includono generatori di stato di polarizzazione, scrambler, analizzatori di polarizzazione, controllori di polarizzazione, ecc. Negli ultimi anni, la tecnologia di manipolazione della polarizzazione ottica sta accelerando i progressi e si sta integrando profondamente in numerosi settori emergenti di grande importanza.
Prendendocomunicazione otticaad esempio, spinto dalla domanda di trasmissione massiva di dati nei data center, la trasmissione coerente a lunga distanzaotticoLa tecnologia delle comunicazioni si sta gradualmente diffondendo nelle applicazioni di interconnessione a corto raggio, che sono altamente sensibili ai costi e al consumo energetico. L'utilizzo della tecnologia di manipolazione della polarizzazione può ridurre efficacemente i costi e il consumo energetico dei sistemi di comunicazione ottica coerente a corto raggio. Tuttavia, attualmente, il controllo della polarizzazione viene realizzato principalmente tramite componenti ottici discreti, il che limita seriamente il miglioramento delle prestazioni e la riduzione dei costi. Con il rapido sviluppo della tecnologia di integrazione optoelettronica, l'integrazione e la tecnologia chip rappresentano tendenze importanti per lo sviluppo futuro dei dispositivi di controllo della polarizzazione ottica.
Tuttavia, le guide d'onda ottiche realizzate con cristalli di niobato di litio tradizionali presentano gli svantaggi di un basso contrasto dell'indice di rifrazione e di una debole capacità di legame del campo ottico. Da un lato, le dimensioni del dispositivo sono elevate ed è difficile soddisfare le esigenze di sviluppo in termini di integrazione. Dall'altro lato, l'interazione elettro-ottica è debole e la tensione di pilotaggio del dispositivo è elevata.
Negli ultimi anni,dispositivi fotoniciI materiali a film sottile di niobato di litio hanno compiuto progressi storici, raggiungendo velocità più elevate e tensioni di pilotaggio inferiori rispetto ai materiali tradizionali.dispositivi fotonici al niobato di litio, quindi sono favoriti dall'industria. In una recente ricerca, il chip integrato per il controllo della polarizzazione ottica è realizzato sulla piattaforma di integrazione fotonica a film sottile di niobato di litio, includendo generatore di polarizzazione, scrambler, analizzatore di polarizzazione, controllore di polarizzazione e altre funzioni principali. I parametri principali di questi chip, come la velocità di generazione della polarizzazione, il rapporto di estinzione della polarizzazione, la velocità di perturbazione della polarizzazione e la velocità di misurazione, hanno stabilito nuovi record mondiali e hanno mostrato prestazioni eccellenti in termini di alta velocità, basso costo, nessuna perdita di modulazione parassita e bassa tensione di pilotaggio. I risultati della ricerca realizzano per la prima volta una serie di prestazioni elevateniobato di litioDispositivi di controllo della polarizzazione ottica a film sottile, composti da due unità di base: 1. Rotatore/divisore di polarizzazione, 2. Interferometro di Mach-Zindel (spiegazione >), come mostrato in Figura 1.
Data di pubblicazione: 26 dicembre 2023